TWM470029U - Ｌｅｄ複合式集光透鏡及其模組 - Google Patents

Description

LED複合式集光透鏡及其模組

本創作係有關於一種LED複合式集光透鏡結構，尤指一種應用於車輛照明的複合式集光透鏡結構，該複合式集光透鏡由兩種不同曲率之非球面凸透鏡面組成，每一非球面凸透鏡皆有一水平方向控制脊線及複數個垂直方向控制脊線，藉由該控制脊線使之投射出主光區及次光區兩光區，主光區符合車燈國際法規之要求，次光區可補主光區下方之暗區，次光區亦可補強主光區之光強度，達到符合車燈國際法規之要求及夜間行車安全之效用為創新應用者。

一般用於車用照明之透鏡結構，大都採用聚合光線的凸透鏡，該透鏡為球面透鏡或拋物面透鏡，係由一半圓或一拋物線沿中心360度旋轉所產稱之凸透鏡，當光源從焦點位置射出，經過底部平面入光面，在經過上部凸透鏡之出光面，皆呈圓形光型的照明區域；在國際車輛照明規範規定，光型須呈現水平的光帶，該透鏡無法達到此要求。

先前技術投射式LED車燈結構，可參考我國證書號第I296243號發明專利所揭露之車燈，該車燈包括一基座、一LED光源，固定於基座上，發光面朝上、一反射罩、一燈罩、一遮片。當LED光源啟動，放射光線打在反射罩上，反射光線再經過遮片與燈罩，再將光投射出符合法規要求之光型與強度；然而該投射式LED車燈結構，光源經過反射罩、遮片、燈罩之反射與折射穿透，光損較多，光利用率不佳；再者LED光源，發光面朝上，易造成明暗截止線上方餘光之產生，造 成眩光，影響行車安全；就燈具之配件及組裝成本考量，實屬較繁複，成本亦較高。

先前技術多曲率複合曲面之集光透鏡結構，可參考我國發明專利公開號第201209341號專利所揭露，該集光透鏡結構雖可符合國際車輛照明規範之光型規定，然而該多曲率複合曲面集光透鏡將LED點光源所發射出之光線全收合於法規規定之光區內，於實車裝配應用上，車輛照明燈具與該燈具所投射出之光型中間部位會產生一明顯之暗區，於夜間行駛時，上述之暗區處無法達到有效之照明，無形中增加夜間行車之危險性。

緣是，本創作針對上述現有之照明結構缺失再予以研究改良，秉持著多年車用燈具之設計及開發試作實務經驗，提供一種LED複合式集光透鏡結構，以期達到更加之實用價值者。

本創作之LED複合式集光透鏡結構的目的與功效，是由以下之技術所實現之。

其主要為一端具有兩種不同曲率之非球面凸透鏡面，另一端為平面的透鏡設計，而該兩種不同曲率之非球面凸透鏡面皆有一水平方向控制脊線及複數個垂直方向控制脊線，藉由該控制脊線使之投射出主光區及次光區兩光區(第三圖)，主光區符合車燈國際法規之要求，次光區可補主光區下方之暗區，次光區亦可補強主光區之光強度(第七圖)，達到符合車燈國際法規之要求及夜間行車安全之效用。

其下為本創作之技術、目的更完整清楚的揭露，於下列詳細說明之，並請一併參閱揭示之圖示及元件符號。

首先請參閱第一、二圖所示，為本創作LED複合式集光透鏡結構之三視圖，該LED複合式集光透鏡一端具有兩種不同曲率之非球面凸 透鏡(10)、(11)，一端呈平面(13)，其中非球面凸透鏡(10)為主光區，其面積大小須大於或等於整個透鏡出光面積之50%，非球面凸透鏡(11)為次光區，其面積大小須小於或等於整個透鏡出光面積之50%。

該兩種不同曲率之非球面凸透鏡面於水平方向，各設有一控制脊線，主光區(101)、次光區(111)，該脊線可控制光線水平方向之開合角度大小，主光區控制脊線(101)依適用之法規調整所需之開合角度，次光區控制脊線(111)依暗區面積或主光區補強區域進行所需之開合角度調整；該兩種不同曲率之非球面凸透鏡面於垂直方向，各設有複數個控制脊線，(102、102L1、102L2、102L3、102L4、102R1、102R2、102R3、102R4、112、112L1、112L2、112L3、112L4、112R1、112R2、112R3、112R4)，該脊線可控制光線垂直方向之開合角度大小，主光區控制脊線(102、102L1、102L2、102L3、102L4、102R1、102R2、102R3、102R4)依適用之法規調整所需之開合角度，次光區控制脊線(112、112L1、112L2、112L3、112L4、112R1、112R2、112R3、112R4)依暗區面積或主光區補強區域進行所需之開合角度調整，該控制脊線視精度要求增減，愈多控制脊線精度愈高，反之則精度愈低。

該複合式集光透鏡結構模組(A)係由一複合式集光透鏡(1)、一遮光柵(2)、及一LED電路板(3)組成，其主光區與次光區搭配方式有下述兩種者，請參閱第七圖。

1、主光區符合車燈國際法規之要求，次光區可補主光區下方之暗區(第七圖C-1)。

2、主光區符合車燈國際法規之要求，次光區亦可補強主光區之光強度(第七圖C-2)。

1‧‧‧複合式集光透鏡

10‧‧‧主光區之複合式集光凸透鏡面

101‧‧‧主光區水平方向控制脊線

102‧‧‧主光區垂直方向控制脊線

102L1‧‧‧主光區垂直方向控制脊線

102L2‧‧‧主光區垂直方向控制脊線

102L3‧‧‧主光區垂直方向控制脊線

102L4‧‧‧主光區垂直方向控制脊線

102R1‧‧‧主光區垂直方向控制脊線

102R2‧‧‧主光區垂直方向控制脊線

102R3‧‧‧主光區垂直方向控制脊線

102R4‧‧‧主光區垂直方向控制脊線

11‧‧‧次光區之複合式集光透鏡面

111‧‧‧次光區水平方向控制脊線

112‧‧‧次光區垂直方向控制脊線

112L1‧‧‧次光區垂直方向控制脊線

112L2‧‧‧次光區垂直方向控制脊線

112L3‧‧‧次光區垂直方向控制脊線

112L4‧‧‧次光區垂直方向控制脊線

112R1‧‧‧次光區垂直方向控制脊線

112R2‧‧‧次光區垂直方向控制脊線

112R3‧‧‧次光區垂直方向控制脊線

112R4‧‧‧次光區垂直方向控制脊線

13‧‧‧複合式集光透鏡平面

2‧‧‧遮光柵

3‧‧‧單一點光源或複數點光源之LED電路板

A‧‧‧複合式集光透鏡模組

A-1‧‧‧透明燈罩

A-2‧‧‧燈座

B‧‧‧陣列連結組合成之燈具(模組)

B-1‧‧‧陣列連結之複合式集光透鏡

B-2‧‧‧陣列連結之遮光柵

B-3‧‧‧陣列連結之LED電路板

C-1‧‧‧主光區、次光區分離示意圖

C-2‧‧‧主光區、次光區結合示意圖

第1圖係本創作之立體圖及上視圖。

第2圖係本創作側視圖及正視圖。

第3圖係本創作主光區及次光區示意圖。

第4圖係本創透鏡模組組合示意圖。

第5圖係本創作透鏡模組陣列組合為燈具方式示意圖。

第6圖係本創作元件陣列後組合為燈具或模組方式示意圖。

第7圖係本創作主光區、次光區配合方式示意圖。

本創作係以複合式集光透鏡結構模組組合說明實施方式，請參閱第四圖，其包含有一複合式集光透鏡(1)、一遮光柵(2)、及一LED電路板(3)，該複合式集光透鏡係有兩種不同曲率之非球面凸透鏡面，LED光源為單一點光源或為複數之點光源，該光源置於該複合式集光透鏡之焦點上，光線自光源發射，經遮光柵(2)阻擋並吸收該複合式集光透鏡(1)無須使用之微弱餘光，經該複合式集光透鏡(1)之入光面(13)射入，再由複合式集光透鏡(1)之出光面(10)、(11)分別投射出主光區及次光區(第三圖)，主光區符合車燈國際法規之要求，次光區可補主光區下方之暗區，次光區亦可補強主光區之光強度達到符合車燈國際法規之要求及夜間行車安全之效用者。

承上，本創作係複合式集光透鏡結構模組(A)，請參閱第五圖，將該模組以陣列方式排列於具有一透明燈罩(A-1)，及燈座(A-2)裡，形成一車燈燈具，使產生主光區符合車燈國際法規之要求，次光區可補主光區下方之暗區，次光區亦可補強主光區之光強度，達到符合車燈國際法規之要求及夜間行車安全之效用者。

承上，本創作係複合式集光透鏡結構模組另一實施例，請參閱第六圖，將複合式集光透鏡陣列連結成一陣列連結之複合式集光透鏡(B-1)，與相對應之遮光柵陣列連結成一陣列連結遮光柵(B-2)及相對應之LED電路板陣列連結成一陣列連結LED電路板(B-3)組合成一燈具者(B)；該燈具(B)亦可當成模組，排列於具有一透明燈罩(A-1)，及燈座(A-2)裡，形成一車燈燈具，使產生主光區符合車燈國際法規之要求，次光區可補主光區下方之暗區，次光區亦可補強主光區之光強度，達到符合車燈國際法規之要求及夜間行車安全之效用者。

然而上述之實施例或圖示並非限定本創作之產品樣態，結構或使用方式，任何所屬技術領域中具有通常知識者之適當變化或修飾，皆應視為不脫離本創作之專利範疇。

綜上，本創作與現有技術結構相較之下，本創作具有下列之優點：

1、本創作之LED 複合式集光透鏡結構藉由兩種不同曲率之非球面凸透鏡面，配合兩種不同水平控制脊線與複數個垂直控制脊線，可自由調配出符合車燈國際法規之主光區及增進夜間行車安全之次光區。

2、本創作之LED 複合式集光透鏡結構可搭配單一LED點光源或複數LED點光源，皆可自由調配出符合車燈國際法規之主光區及增進夜間行車安全之次光區。

3、本創作之LED 複合式集光透鏡結構可做出多種不同之組合變化(第五圖)(第六圖)皆可自由調配出符合車燈國際法規之主光區及增進夜間行車安全之次光區的車用燈具。

綜上所述，本創作實施例確能達成預期使用之功效，又其所揭露之構造與方法，不僅未曾見諸於同類產品中，易未曾公開於申請前，誠已完全符合專利法之規定與要求，爰依法提出新型專利之申請，懇請惠予審查，並賜准專利，則實感德便。

10‧‧‧主光區之複合式集光凸透鏡面

101‧‧‧主光區水平方向控制脊線

102‧‧‧主光區垂直方向控制脊線

102L1‧‧‧主光區垂直方向控制脊線

102L2‧‧‧主光區垂直方向控制脊線

102L3‧‧‧主光區垂直方向控制脊線

102L4‧‧‧主光區垂直方向控制脊線

102R1‧‧‧主光區垂直方向控制脊線

102R2‧‧‧主光區垂直方向控制脊線

102R3‧‧‧主光區垂直方向控制脊線

102R4‧‧‧主光區垂直方向控制脊線

11‧‧‧次光區之複合式集光凸透鏡面

111‧‧‧次光區水平方向控制脊線

112‧‧‧次光區垂直方向控制脊線

112L1‧‧‧次光區垂直方向控制脊線

112L2‧‧‧次光區垂直方向控制脊線

112L3‧‧‧次光區垂直方向控制脊線

112L4‧‧‧次光區垂直方向控制脊線

112R1‧‧‧次光區垂直方向控制脊線

112R2‧‧‧次光區垂直方向控制脊線

112R3‧‧‧次光區垂直方向控制脊線

112R4‧‧‧次光區垂直方向控制脊線

13‧‧‧複合式集光透鏡平面

Claims (4)

1. 一種LED複合式集光透鏡(1)，該集光透鏡具有一平面之入光面(13)與兩種不同曲率之非球面凸透鏡面的出光面(10)、(11)，該兩種不同曲率之非球面凸透鏡面於水平方向，各設有一水平方向控制脊線，主光區控制脊線(101)、次光區控制脊線(111)，及複數個垂直方向控制脊線(102、102L1、102L2、102L3、102L4、102R1、102R2、102R3、102R4、112、112L1、112L2、112L3、112L4、112R1、112R2、112R3、112R4)者。
2. 如申請專利範圍第1項「LED複合式集光透鏡」，該水平方向控制脊線之左右部脊線可為相同或不同曲率，用以控制光線水平方向之開合角度大小者。
3. 如申請專利範圍第1項「LED複合式集光透鏡」，兩種不同曲率之非球面凸透鏡面於垂直方向，各設有複數個控制脊線，(102、102L1、102L2、102L3、102L4、102R1、102R2、102R3、102R4、112、112L1、112L2、112L3、112L4、112R1、112R2、112R3、112R4)，該脊線之上下部脊線可為相同或不同曲率，用以控制光線垂直方向之開合角度大小者。
4. 一種LED複合式集光透鏡模組(A)，包含如申請專利範圍第1、2、3項所述之集光透鏡(1)、一遮光柵(2)、及一LED電路板(3)，該LED電路板上設置有單一點光源或複數個點光源於該集光透鏡平面入光面側(13)者。